中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

沱江流域沉积物中氮赋存状态及其垂向分布特征

刘霞, 徐青, 史淼森, 余晓平, 郭亚飞, 邓天龙. 沱江流域沉积物中氮赋存状态及其垂向分布特征[J]. 岩矿测试, 2018, 37(3): 320-326. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201801250012
引用本文: 刘霞, 徐青, 史淼森, 余晓平, 郭亚飞, 邓天龙. 沱江流域沉积物中氮赋存状态及其垂向分布特征[J]. 岩矿测试, 2018, 37(3): 320-326. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201801250012
Xia LIU, Qing XU, Miao-sen SHI, Xiao-ping YU, Ya-fei GUO, Tian-long DENG. Nitrogen Species and Vertical Distribution Characteristics in the Sediment of the Tuo River[J]. Rock and Mineral Analysis, 2018, 37(3): 320-326. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201801250012
Citation: Xia LIU, Qing XU, Miao-sen SHI, Xiao-ping YU, Ya-fei GUO, Tian-long DENG. Nitrogen Species and Vertical Distribution Characteristics in the Sediment of the Tuo River[J]. Rock and Mineral Analysis, 2018, 37(3): 320-326. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201801250012

沱江流域沉积物中氮赋存状态及其垂向分布特征

  • 基金项目:
    国家自然科学基金资助项目(21773170);教育部创新团队发展计划资助项目(ITR_17R81)
详细信息
    作者简介: 刘霞, 硕士研究生, 海洋化学专业。E-mail:237090084@qq.com
    通讯作者: 邓天龙, 教授, 博士生导师, 主要从事环境地球化学和海洋化学研究。E-mail:tldeng@tust.edu.cn
  • 中图分类号: O613.61;O657.31

Nitrogen Species and Vertical Distribution Characteristics in the Sediment of the Tuo River

More Information
  • 2004年2月发生在沱江的特大水污染事故给沱江流域的生态环境造成了严重的危害,近年来受工农业和沿岸居民生活的影响,沱江的生态环境依然遭受着一定程度的污染,但对沱江流域氮的地球化学研究甚少。沉积物是水环境中污染元素的重要蓄积库或释放源,为揭示沉积物中氮赋存状态迁移转化特征,并评估该地区生态环境修复状况,本文参照Mackin应用的沉积物中吸附态氨氮提取方法和Smart建立的沉积物中总氮提取方法,采用分光光度法针对沱江流域金堂地区冬季沉积物,开展了河流沉积物中总氮(TN)、可交换态氨氮(AN)、有机氮(ON)赋存状态分析,并对比了十年前后该地沉积物中氮赋存状态的变化情况。实验结果表明:TN含量为518.913~4386.899 mg/kg,ON含量为101.531~3793.683 mg/kg。在-3 cm以上,TN和ON含量较高,且ON是TN的主要组成部分;随着深度增加,两者含量迅速减少,AN含量略有降低。与十年前该地区沉积物中氮的相关数据对比,TN含量增加,其中AN含量增加明显;在-3 cm以上,ON、TN在表层沉积物中增加明显。研究认为:沱江流域沉积物中的氮已经作为内源氮释放至间隙水甚至上覆水中,同时存在外源污染,致使沉积物表层有机氮以及总氮含量升高明显。
  • 加载中
  • 图 1  沱江金堂段采样点

    Figure 1. 

    图 2  金堂沉积物中氮赋存状态、TVS及含水率垂向分布(2017)

    Figure 2. 

    图 3  金堂沉积物中氮赋存状态、TVS及含水率在2007年和2017年的垂向分布对比

    Figure 3. 

    表 1  金堂沉积物中氮赋存状态、TVS及含水率的相关性分析(2017)

    Table 1.  The correlation coefficient (r) among nitrogen species, TVS and moisture in sediments of Jintang, Tuo River

    分析项目 AN ON TN TVS 含水率
    AN 1 - - - -
    ON 0.537* 1 - - -
    TN 0.618* 0.998** 1 - -
    TVS 0.199 0.743** 0.727** 1 -
    含水率 0.649** 0.838** 0.848** 0.754** 1
    注:标注“*”的数据代表在0.05水平上(双侧)显著相关;
    标注“**”的数据代表在0.01水平上(双侧)显著相关。
    下载: 导出CSV
  • [1]

    陈永川, 汤利.沉积物-水体界面氮磷的迁移转化规律研究进展[J].云南农业大学学报, 2005, 20(4):527-533. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=yndx200504016&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ

    Chen Y C, Tang L.Study prospect on removing and transforming characteristics of nitrogen and phosphorus in sediment-water interface[J].Journal of Yunnan Agricultural University, 2005, 20(4):527-533. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=yndx200504016&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ

    [2]

    朱元荣, 张润宇, 吴丰昌.滇池沉积物中氮的地球化学特征及其对水环境的影响[J].中国环境科学, 2011, 31(6):978-983. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SKXJ200306008.htm

    Zhu Y R, Zhang R Y, Wu F C.Geochemical characteristics and influence to overlying water of nitrogen in the sediment from Dianchi Lake[J].China Environmental Science, 2011, 31(6):978-983. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SKXJ200306008.htm

    [3]

    周祖冰.沱江流域水资源可持续利用的思考[J].中国防汛抗旱, 2006(1):48-50. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RMHH200603002.htm

    Zhou Z B.Ponder on sustainable utilization of water resources in Tuo River[J].China Flood and Drought Management, 2006(1):48-50. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RMHH200603002.htm

    [4]

    吴文成, 吴群河, 梁明易, 等.珠江广州河段沉积物无机氮的分布特征和界面交换通量[J].农业环境科学学报, 2008, 27(3):1128-1133. http://industry.wanfangdata.com.cn/yj/Detail/Periodical?id=Periodical_nyhjbh200803050

    Wu W C, Wu Q H, Liang M Y, et al.Distribution characteristics of inorganic nitrogen in core sediments and diffusion fluxes in interface from Guangzhou reach of the Pearl River[J].Journal of Agro-Environment Science, 2008, 27(3):1128-1133. http://industry.wanfangdata.com.cn/yj/Detail/Periodical?id=Periodical_nyhjbh200803050

    [5]

    向速林.湖泊沉积物营养盐的赋存状态及其界面过程研究进展[J].贵州农业科学, 2011, 39(9):204-208. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gznykx201109056

    Xiang S L.Research progress on nutrients forms and interface process from lake sediments[J].Guizhou Agricultural Sciences, 2011, 39(9):204-208. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gznykx201109056

    [6]

    岳维忠, 黄小平.珠江口柱状沉积物中氮状态分布特征及来源探讨[J].环境科学, 2005, 26(2):195-199. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hjkx200502040

    Yue W Z, Huang X P.Distribution characteristics of nitrogen and its source in core sediments from Pearl River Estuary[J].Environmental Science, 2005, 26(2):195-199. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hjkx200502040

    [7]

    张蓉. 沱江流域沉积物-水界面氮的赋存状态及环境地球化学研究[D]. 成都: 成都理工大学, 2008.

    Zhang R. Environmental Geochemistry of Nitrogen Species at the Sediment-Water Interface in Water of Tuojiang River[D]. Chengdu: Chengdu University of Technology, 2008.

    [8]

    吴怡. 沱江流域冬季沉积物-水界面氮的赋存状态及其环境地球化学研究[D]. 成都: 成都理工大学, 2007.

    Wu Y. Environmental Geochemistry of Nitrogen Species at the Sediment-Water Interface of Tuojiang River[D]. Chengdu: Chengdu University of Technology, 2007.

    [9]

    Mackin J E, Aller R C.Ammonium adsorption in marine sediments[J].Limnology and Oceanography, 1984, 29(2):250-257. doi: 10.4319/lo.1984.29.2.0250

    [10]

    Smart M M, Rada R D, Donnermeyer G N.Determination of total nitrogen in sediments and plants using persulfate digestion:An evaluation and comparison with the Kjeldahl procedure[J].Water Research, 1983, 17(9):1207-1211. doi: 10.1016/0043-1354(83)90063-5

    [11]

    苟婷, 李思阳, 许振成, 等.高州水库沉积物中总氮与总磷的分布特征研究[J].环境科学与管理, 2014, 39(7):31-35. http://mall.cnki.net/magazine/Article/YYSB201608036.htm

    Gou T, Li S Y, Xu Z C, et al.Temporal-spatial distribution of total nitrogen and total phosphorus in sediments of Gaozhou Reservoir[J].Environmental Science and Management, 2014, 39(7):31-35. http://mall.cnki.net/magazine/Article/YYSB201608036.htm

    [12]

    吕晓霞, 宋金明, 李学刚, 等.北黄海沉积物中氮的地球化学特征及其早期成岩作用[J].地质学报, 2005, 79(1):114-123. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dizhixb200501013

    Lü X X, Song J M, Li X G, et al.Geochemical characteristics and early diagenesis of nitrogen in the Northern Yellow Sea sediments[J].Acta Geologica Sinica, 2005, 79(1):114-123. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dizhixb200501013

    [13]

    王志齐, 李宝, 胡向辉, 等.南四湖沉积物氮磷和有机质分布特征及其相关性分析[J].土壤通报, 2013, 40(4):867-874. http://mall.cnki.net/magazine/Article/HJKZ201202010.htm

    Wang Z Q, Li B, Hu X H, et al.Distribution characteristics of nitrogen, phosphorus, organic matter and their correlation analyses in the sediments of Nansi Lake, China[J].Chinese Journal of Soil Science, 2013, 40(4):867-874. http://mall.cnki.net/magazine/Article/HJKZ201202010.htm

    [14]

    沈丽丽, 何江, 吕昌伟, 等.哈素海沉积物中氮和有机质的分布特征[J].沉积学报, 2009, 28(1):158-165. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgncslsd201005017

    Shen L L, He J, Lü C W, et al.Distribution characteristics of nitrogen and organic matter in sediments of the Hasuhai Lake[J].Acta Sedimentologica Sinica, 2009, 28(1):158-165. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgncslsd201005017

    [15]

    侯兆杰. 内蒙古高原典型湖泊氮的地球化学特征[D]. 呼和浩特: 内蒙古大学, 2013.http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10126-1013292608.htm

    Hou Z J. The Study on the Geochemical Characteristics of Nitrogen in Four Typical Lakes of Inner Mongolia Plateau, China[D]. Huhehaote: Inner Mongolia University, 2013.

    [16]

    宋迪, 陈毅良.泸沽湖沉积物中氮、磷等垂向分布特征研究[J].环境科学导刊, 2016, 35(1):1-4. http://www.oalib.com/paper/4734844

    Song D, Chen Y L.Vertical distribution of nitrogen and phosphorus in the sediments of Lugu Lake[J].Environmental Science Survey, 2016, 35(1):1-4. http://www.oalib.com/paper/4734844

    [17]

    陈雨艳, 余恒, 向秋实, 等.沱江流域水环境质量分析[J].四川环境, 2015, 34(2):85-89. http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=28466331

    Chen Y Y, Yu H, Xiang Q S, et al.Evaluation of water quality of Tuojiang River[J].Sichuan Environment, 2015, 34(2):85-89. http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=28466331

    [18]

    朱先征, 何岩, 黄民生, 等.城市内河沉积物中反硝化作用的研究进展[J].环境科学与技术, 2012, 35(6):64-70. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hjkxyjs201206015

    Zhu X Z, He Y, Huang M S, et al.Research progress of denitrification in urban river sediment[J].Environmental Science & Technology, 2012, 35(6):64-70. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hjkxyjs201206015

    [19]

    周露怡. 沱江成都出境断面"金堂县五凤"水质模拟研究[D]. 成都: 西南交通大学, 2013.http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10613-1013250570.htm

    Zhou L Y. The Simulation Study on Water Quality of Tuo River Exit Section of Chengdu 'Jintang County Wufeng'[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2013.

    [20]

    杜明, 柳强, 罗彬, 等.岷、沱江流域水环境质量现状评价及分析[J].四川环境, 2016, 35(5):20-25. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SCHJ201303015.htm

    Du M, Liu Q, Luo B, et al.Evaluation and analysis of present water environment quality of Minjiang and Tuojiang River basins[J].Sichuan Environment, 2016, 35(5):20-25. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SCHJ201303015.htm

  • 加载中

(3)

(1)

计量
  • 文章访问数:  1208
  • PDF下载数:  101
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2018-01-25
修回日期:  2018-03-27
录用日期:  2018-05-07

目录